DE2424870A1

DE2424870A1 - Zahnradpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE2424870A1
Application number: DE19742424870
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Vlemmings
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-05-22
Filing date: 1974-05-22
Publication date: 1975-12-04
Also published as: IT1038231B; GB1465023A; JPS50160811A

Description

R. 2 09 3

2^. 4. 197²^ Wd/Do

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMB- H , 7 Stuttgart 1

Zahnradpumpe oder -motor

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe oder einen Zahnradmotor mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, deren Wellenzapfen in Lagerbohrungen von im Gehäuse angeordneten Lagerkörpern, insbesondere Buchsen, gelagert sind,

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Die Lebensdauer von Zahnradpumpen oder Zahnradmotoren wird mitbestimmt durch den Verschleiß der Lagerkörper, insbesondere deren an den Zahnradseitenflächen anliegenden Stirnseiten. Meist liegt die Resultierende der Lagerbelastung wesentlich näher an dieser Stirnfläche und verformt sie örtlich so stark,.daß eine Verschlechterung der Schmierung und starker Verschleiß auftreten.Die Lagerkörper sind meist als buchsenförmige Körper ausgebildet, in deren Bohrungen die eigentlichen Lagerbuchsen eingepreßt sind.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zahnradpumpe oder einen Zahnradmotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Lagerbelastung günstiger und deren Lebensdauer größer ist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in der Lauffläche jeder Lagerbohrung mehrere mit der Hochdruckseite in Verbindung stehende Bohrungen an folgenden Stellen münden:

a) ein erstor Teil der Bohrungen mündet in einem Bereich, der sich in Richtung der Lagerlast etwa um den halben Umfang der La^erbohrung erstreckt und in einer Ebene liegt, die nahe dem den Zahnrädern abgewandten Ende des Lagerkörpers liegt;

b) ein zweiter Teil der Bohrungen mündet in zwei sich axial bis etwa in die Mitte der Lagerbohrung hinein erstreckenden Reihen, wovon die beiden Reihen jeweils von Bohrungen jeweils von den Enden der anderen Bohrungsreihen ausgehen.

Das hat den Vorteil, daß dem üblicherweise vorhandenen hydrodynamischen Druckanteil der Tragkraft, welcher sich nahe der Zahnradseitenfläche befindet, ein hydrostatischer Druckanteil zugeführt wird, welcher nahe der anderen Buchsenstirnseite liegt. Auf diese Weise wird die resultierende Lagerbelastung zur Mitte des Lagers hin verschoben, wodurch

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dessen Verformung und damit Verschleiß kleiner wird. Weiterhin ergibt sich daraus, daß bei gleichbleibender Belastung der Zahnräder die Lagerspalte sich vergrößern. Bei Zahnradmotoren tritt neben der oben erwähnten Verbesserung der Schmierung auch eine Verringerung des Anlaufsmomentes auf, da durch den erfingungsgemäß erzeugten hydrostatischen Druck ein Schmierfilm aufgebaut wird, welcher die Haftreibung verringert, i

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine*¹ Zahnradpumpe,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Lagerkörper,

Fig. 5 einen Schnitt längs IH-III des Lagerkörpers nach Fig. 2,

Fig. 4 und 5 Lagerkräfte an einem Läuferkörper der Zahnradpumpe.

In Fig. 1 ist. mit 1 ein Gehäusemitte:.teil einer Zahnradpumpe bezeichnet, der beidseitig von Deckeln 2 und J verschlossen ist. Im Mittelteil 1 sind zwei sich einander überschneidende, durchgehende Bohrungen 4 und 5 ausgebildet, wodurch sich eine Gehäuseausnehmung mit etwa achtförmigem Querschnitt ergibt. In der Bohrung 4 sind einander gegenüber zwei Lagerkörper 6,7 angeordnet, wobei in den Lagerkörper 6 eine Buchse 8 und in den Lagerkörper 7 eine Buchse 9 eingepreßt ist. Zwischen den beiden Lagerkörpern 6, 7 ist ein außenverzahntes Zahnrad 12 angeordnet, dessen Wellenzapfen 1J>, 14 in den Bohrungen lo, 11 der Buchsen 8, 9 gelagert sind. Der Wellenzapfen 14 dringt über eine im Deckel 3 ausgebildete Bohrung 15 mit Dichtung 16 hinaus und dient zum Antrieb der Zahnradpumpe.

In der Bohrung 5 sind einander gegenüberliegend zwei Lagerkörper 17, l8 angeordnet, wobei in den Lagerkörper I7 eine Buchse 19 eingepreßt ist, in den Lagerkörper 18 eine Buchse 2o. Zwischen den beiden Lagerkörpern befindet sich ein außen-

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verzahntes Zahnrad 21, dessen V/ellenzapfen 22, 23 in den Bohrungen 24, 25 der Buchsen 19, 2o gelagert sind. Die Zahnräder 12 und 21 kämmen miteinander.

Die Fig. 2 zeigt den buchsenförmigen Lagerkörper 7* wobei jedoch bemerkt sei, daß die anderen Lagerkörper genauso ausgebildet sind. Der Lagerkörper 7 hat zwei Stirnseiten A und B, wovon die Stirnseite A an der Seitenfläche des Zahnrades 12 an-

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liegt, die Stirnseite''am Deckel 3· Zwischen dem Lagerkörper 7 und der Buchse 9 verläuft nahe der Stirnseite B um die Buchse 9 herum sin Ringkanal 26, in welchen eine Bohrung 27 eindringt, die uiederum in einen Kanal 28 mündet, welcher an den sich berührenden Plachseiten der Lagerkörper 7 und 18 gebildet ist. Der Kanal 28 steht mit der Hochdruckbohrung ;51 der Pumpe in Verbindung. In der Buchse 9 sind mehrere druchgehende Radialbohrungen 3o ausgebildet, welche in die Ringnut 26 münden. Solche tedialbohrungen verlaufen jedoch nicht um den ganzen Buchs^numfang herum, sondern nur in einem Bereich, der in dei' Lagerlastrichtung liegt. Diese Lagerlastrichtung ist in Fig. 5 durch einen Pfeil L dargestellt. Der Bereich, in welchem die Radrlalbohrungen J>o ausgebildet sind, erstreckt sich nicht ganz um den halben Umfang der Buchse herum und beginnt etwa in der Gegend der Hochdruckbohrung Jl, welche in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt ist, und erstreckt sich von hier etwa um den halben Buchsenumfang zur Niederdruckbohrung 52 hin, welche in der Fig. 3 ebenfalls strichpunktiert dargestellt ist.

Die erste,der Hochdruckbohrung Jl zugewandte Radialbohrung ist mit 30' bezeichnet, die letzte, der Niederdruckbohrung 32 zugewandte mit 30*'. In Höhe der Radialbohrung 30' geht von der Ringnut 26 ein in Achsrichtung des Lagerkörpers verlaufender Kanal 33 aus, welcher gut bis zur Mitte des Lagerkörpers 9 verläuft. Von diesem Kanal gehen Bohrungen 34 aus, welche die Buchse durchdringen und an deren Lauffläche münden.

In Höhe der Bohrung 30' geht von der Ringnut 26 ebenfalls ein in Achsrichtung des Lagerkörpers verlaufender Kanal 35

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der genauso weit reicht wie der Kanal 33· Vom Kanal 35 gehen ebenfalls mehrere Bohrungen 36 aus, welche in der Lauffläche der Buchse 9 enden. Damit ist zu erkennen, daß erste Bohrungen 3o vorgesehen sind, welche in einer Radialebene liegen, sowie zweite Bohrungen 33* 36, welche in achsrichtung des Lagerkörpers verlaufen. Die Bohrungen 33* 36 stehen über die Kanäle y\, 35 und die Ringnut 26 ebenfalls mit der Hochdruckbohrung 31 der Pumpe in Verbindung.

Die senkrechte Schraffur in den Figuren h und 5 zeigt-den üblicherweise vorhandenen hydrodynamischen Druckanteil der Tragkraft des Lagers; deren Resultierende ist mit dem Pfeil P, bezeichnet. Durch Zufuhr von unter Hochdruck stehendem Druckmittel zu den Bohrungen 3o, 33 urd 36 baut sich ein hydrostatischer Druckanteil aus, welcher in Fig. 4 mit waagerechter Schraffur dargestellt ist. Deren Resultierende ist mit P₂ bezeichnet. Die Resultiererde P, liegt der Stirnseite A der Buchse zugewandt und bewirkt, daß die Buchse verformt wird, was zu den eingangs erwährten Nachteilen führt. Die Resultierende Pp liegt der Stirnseite B des Lagerkörpers zugewandt. Die Resultierende P^ aus P, und P₂ liegt etwa in der Mitte des Lagerkörpers, wodurch dieser gleichmäßig belastet ist, d.h. die Buchse 9 nicht mehr verformt. Durch die nunmehr erfolgte geringere Kantenpressung an den zahnradseitigen Stirnflächen der Buchsen bzw. Lagerkörper werden diese weniger verformt, die Schmierung verbessert sich, und der Verschleiß der Lagerkörper an der den Zahnrädern zugewandten Stirnseite wird geringer. Auch werden hierdurch die Langsamlaufeigenschaften von Pumpen durch den hydrostatischen Anteil des Schmierfilms verbessert. Durch letzteren wird auch erreicht, daß das Anlaufmoment eines Zahnradmotors geringer wird. Außerdem laufen die Wellenzapfen der Zahnräder mit größerem Spiel in den Buchsen, wodurch die Schmierung ebenfalls verbessert wird. Das hat zur Folge, daß die Lager weniger schmutzempfindlich werden. Bei gleicher Schmierspalthöhe wird.die Lagertragfähigkeit größer, so daß kürzere Lager eingebaut werden können.

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Die erfindungsgemäße Anordnung kann selbstverständlich auch bei Gleitlagern anderer Konstruktion angewandt werden, z.B. bei Lagerkörpern, welche keine zusätzlichen Lagerbuchsen aufweisen. Hier ist dann lediglich die Anordnung der Kanäle entsprechend anzupassen.

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Claims

Ansprüche

fly Zahnradpumpe oder -motor mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, deren Wellenzapfen in Lagerbohrungen von im Gehäuse angeordneten Lagerkörperr., insbesondere Buchsen, gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lauf fläche jeder Lagerbohrung (lo, 11, ?4_r 25) mehrere mit der Hochdruckseite (Jl) in Verbindurg stehende Bohrungen an folgenden Stellen münden:

a) ein erster Teil der Bohrungen (Jo) mündet in einem Bereich, der sich in Richtung der Lagerlast (L) etwa um den halben Umfang der Lagerbohrung erstreckt und in einer Ebene liegt, die nahe dem den Zahnrädern abgewandten Ende (B.) des Lagerkörpers liegt;

b) ein zweiter Teil der Bohrungen (23, j56) mündet in zwei sich axial bis etwa in die Mitte der Lagerbohrung hinein erstreckenden Reihen, wovon die beiden Reihen jeweils von Bohrungen jeweils von den Enden der anderen Bohrungsreihen ausgehen.
2. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (j5o, ~?A, 36) von Kanälen (26) ausgehen, die mit der Hochdruckseite verbunden sind.

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3. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Lagerlast (L),- in welcher der erste Teil der Bohrung 'mündet, etwa in einem Umfangsbereich liegt, der zwischen eine die Wellenzapfen

schneidende Ebene liegt und einer rechtwinklig hierzu verlaufenden Ebene, die der Niederdruckseite der Pumpe zugewandt ist.
4. Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß die La^rkörper als Buchsen ausgebildet sind, daß in jeder Buchse eine Laufbuchse (8, 9} 19j£o) angeordnet ist, und daß die Kanäle zwischen den Buchser und den Laufbuchsen ausgebildet sind.

5· Zahnradpumpe oder -motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer dor Kanäle (26) als Ringkanal ausgebildet ist, der über ein^n geradlinig verlaufenden Kanal (28) mit der Hochdruckseite in Verbindung steht.

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